钢板上弹性波的有限元模拟及传播的影响因素探究

发布时间：2017-07-31 11:18

  本文关键词：钢板上弹性波的有限元模拟及传播的影响因素探究

  更多相关文章： 钢板 弹性波 应力 温度 缺陷 有限元法

【摘要】：伴随着工业技术的发展,钢材料相应也越来越普及。由于材料生产加工处理的过程中,局部的区域会产生不均匀的塑性变形,而导致应力的产生。而应力和缺陷的存在是非常危险的,可能会导致事故的发生。因此,钢材料安全问题也越来越受到关注。而对钢板的检测一般都采用抽样破坏性检测的方式,本文对几种情况下钢板上弹性波的研究,分析各因素的存在对弹性波的影响。期望在各因素与弹性波参数建立一定的函数关系,以实现对钢板的检测。本文借助波动方程建立均匀介质中弹性波的正演模型得到弹性波传播过程中位移、应力和应变的变化情况。对弹性波在均匀介质中的模拟,分析研究弹性波在钢板上的传播形态。在此基础上,对Q345钢板在应力条件下、不同温度(50~500℃)下和圆孔及裂缝缺陷下进行有限元模拟分析。观察分析应力、位移、波振幅、频率、波速、衰减系数等参数的变化情况。通过对模拟结果对比分析得出:局部应力、温度和缺陷的存在会对钢板上弹性波产生不同的影响。这对于我们反向通过弹性波参数的改变来分析检测钢板上应力、温度和缺陷具有一定的参考意义。模拟结果为钢铁材料的检测和早期预警提供依据和参考。
【关键词】：钢板 弹性波 应力 温度 缺陷 有限元法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.15
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 弹性波理论的研究进展和方法9-12
• 1.3 弹性波应用现状12-14
• 1.4 课题研究意义和内容14-16
• 1.4.1 研究意义14
• 1.4.2 研究内容14-16
• 第2章 弹性动力学和正演模型的建立16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 弹性力学理论16-19
• 2.3 波动方程的建立19-20
• 2.4 波动方程的有限差分法20-25
• 2.4.1 有限差分原理20-21
• 2.4.2 波动方程的差分离散21-23
• 2.4.3 差分方程稳定性及收敛性23-24
• 2.4.4 频散问题24-25
• 2.5 均匀介质中的传播正演25-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 应力条件下弹性波的分析探究30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 无应力钢板中弹性波的有限元模拟30-34
• 3.2.1 模型介绍30-31
• 3.2.2 划分网格31
• 3.2.3 分析步和载荷定义31-32
• 3.2.4 ABAQUS结果后处理32-34
• 3.3 钢板在单向应力下弹性波的传播34-35
• 3.3.1 建模要点34-35
• 3.3.2 结果后处理35
• 3.4 钢板在局部应力下弹性波的传播35-37
• 3.4.1 建模要点和网格划分35-36
• 3.4.2 后处理36-37
• 3.5 数据结果分析37-41
• 3.5.1 波幅处理分析37-38
• 3.5.2 波速处理分析38-39
• 3.5.3 频率处理分析39-40
• 3.5.4 衰减系数分析40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 不同温度下弹性波的分析探究42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 钢板在不同温度下弹性波传播的有限元模拟42-43
• 4.3 后处理分析43-50
• 4.3.1 波幅处理分析45-46
• 4.3.2 波速处理分析46-48
• 4.3.3 频率处理分析48-49
• 4.3.4 衰减系数分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 在缺陷钢板下弹性波的模拟分析51-67
• 5.1 引言51
• 5.2 有无缺陷钢板弹性波的有限元模拟51-66
• 5.2.1 问题的描述与定义参数51-54
• 5.2.2 均匀钢板上弹性波模拟结果后处理54-58
• 5.2.3 有裂缝介质中弹性波模拟结果后处理58-62
• 5.2.4 有圆孔介质中弹性波模拟结果后处理62-66
• 5.3 结果分析66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Е.Г.巴兰诺夫;周正濂;;岩体中弹性波传播速度的测量仪器[J];国外采矿技术快报;1985年03期

2 袁胜忠;弹性波在地质勘探中的应用[J];华东交通大学学报;2004年01期

3 黄理兴;;用弹性波法测定岩体物性中的几个问题[J];勘察科学技术;1985年01期

4 李锐坚;模型材料弹性波的尺度效应和环境效应[J];石油地球物理勘探;1994年S2期

5 张楠;;利用弹性波频率进行地质勘探的思考[J];中国新技术新产品;2011年20期

6 蔡平;金涌;俞芷青;周春志;;弹性波在气—固流化床中传播速度的测定[J];高校化学工程学报;1986年01期

7 张金钟;;裸眼井中的弹性波[J];测井技术;1986年06期

8 丛健生,蔺景龙,于智堂;刚性圆筒中弹性波传播的数值研究[J];大庆石油学院学报;1997年03期

9 陈士海;胡峰;;导爆管爆轰及药膜脱离分析[J];山东矿业学院学报;1990年01期

10 张剑锋;弹性波数值模拟的非规则网格差分法[J];地球物理学报;1998年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 孙成奇;刘凯欣;;采用矢量势无散条件对弹性波传播模态的研究——古典弹性波理论之新探(1)[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

2 吴春玲;顾贤明;;三维弹性波有限元模拟的研究[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年

3 陈春雷;伍先运;王克协;;插入均匀地层的固体圆柱中弹性波的激发与传播[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年

4 吴斌;何存富;李忱;;平面杆系结构中弹性波传播的理论研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年

5 张乐乐;刘金喜;房学谦;聂国权;;表面效应对压电纳米板中弹性波传播特性的影响[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

6 胡进;;弹性波传播控制的变换方法[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

7 宋国杰;冯灵霞;杨顶辉;;含起伏自由表面介质中的弹性波正演的加权近似解析离散化方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

8 郑林;林伟军;;弹性波传播模拟的谱元法实现[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集（下）[C];2007年

9 郭永强;方岱宁;;点阵材料与结构中弹性波传播的弥散特性[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年

10 张剑锋;李幼铭;;横向非均匀介质中弹性波的数值计算[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 魏义敏;变截面杆与转轴中弹性波的运动方程及其传播特性[D];浙江大学;2014年

2 张义德;非定向模式反射弹性波界面定位的理论与应用[D];哈尔滨工业大学;2014年

3 李月秋;基于偶极应变梯度理论的弹性波传播研究[D];北京科技大学;2015年

4 乔松;非均匀球壳结构弹性波理论分析及数值计算[D];北京科技大学;2016年

5 王建伟;周期格栅及其夹层结构弹性波传播特性研究[D];国防科学技术大学;2014年

6 刘铁林;动力问题的非时间步参数时间有限元法及弹性波传播数值模拟的格子法[D];大连理工大学;2000年

7 丁一群;弹性波的双负超常材料[D];武汉大学;2009年

8 李凤明;结构中弹性波与振动局部化问题的研究[D];哈尔滨工业大学;2003年

9 张光莹;含分布裂缝岩石的弹性本构及波传播特性研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年

10 周浩洋;波传播的单位分解有限元法[D];大连理工大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李强强;周期层状结构中弹性波的传播特性分析[D];兰州大学;2016年

2 王发铭;钢板上弹性波的有限元模拟及传播的影响因素探究[D];燕山大学;2016年

3 王迪;巷道掘进工作面超前应力峰值位置探测技术[D];中国矿业大学;2016年

4 赵玮玮;工程层状结构中的弹性波及其应用[D];湘潭大学;2015年

5 崔喜泉;表面弹性波马达的研究与设计[D];浙江大学;2003年

6 刘超;层状不均匀介质中弹性波的传播特性及其在岩土工程检测中的应用[D];上海交通大学;2013年

7 苗秋实;二维弹性波隐身理论与介质参数设计[D];哈尔滨工业大学;2014年

8 强文涛;考虑光滑接触时弹性波透过微缝隙的传播[D];北京交通大学;2009年

9 周洲;基于GPU的有限差分法弹性波数值模拟研究[D];中国地质大学（北京）;2013年

10 陈科夫;基于弹性波理论的框架地震效应分析[D];上海交通大学;2010年

，

本文编号：598882